Análisis cinético de reacciones de electrodo sobre superficies heterogéneas en reactividad mediante microscopía electroquímica de barrido

MARIELA A. BRITES HELÚ; MARÍA F. STRAGLIOTTO; SERGIO A. DASSIE; CARLA E. GIACOMELLI; JOSE LUIS FERNANDEZ

Santa Fe

Encuentro; VII Encuentro de Física y Química de Superficies; 2016

IFIS Litoral

En diversos procesos electroquímicos es usual emplear electrodos cuyas superficies están compuestas por dominios con actividades electrocatalíticas diferentes. A modo de ejemplo pueden mencionarse los típicos electrodos usados en celdas de combustible donde nanopartículas del material activo (por ejm. Pt) están dispersas sobre un material conductor considerado inerte (por ejm. grafito), y los electrodos modificados con monocapas autoensambladas (SAM´s) funcionalizadas utilizados como sensores electroquímicos. A la hora de analizar este tipo de electrodos, por lo general las técnicas electroquímicas permiten obtener respuestas de los mismos que convolucionan las contribuciones de los diferentes dominios presentes en la superficie. En particular, si bien la microscopía electroquímica de barrido (SECM) clásica permite discernir heterogeneidades de actividad en el orden del micrón, no es capaz de resolverlas a escalas nanométricas. De ahí que es necesario disponer de un formalismo que permita desacoplar las respuestas de las diferentes regiones activas. En este contexto, este trabajo presenta un modelo para el análisis de las respuestas SECM corriente vs. potencial aplicable a superficies heterogéneas, basado en el desarrollo de las ecuaciones cinéticas y de transporte de masa verificadas en una celda de capa delgada. El modelo fue aplicado exitosamente para el análisis de dos sistemas asociados a los ejemplos mencionados previamente, es decir el estudio de la reacción de oxidación de hidrógeno sobre ensambles de nanopartículas metálicas sobre HOPG, y el análisis de la transferencia de electrones entre grupos redox anclados a SAM´s y un mediador en solución.